技术领域
[0001] 本发明属于机械电子技术设备技术领域，具体涉及一种智能模块化花卉养护装置。
相关背景技术
[0002] 在当代生活中，人们经常在室内养殖鲜花，装饰室内空间，为生活增加点缀和情趣。大多数品种的花为达到很好的养护效果需要经常浇水、保证光照充足和无病虫害，但是当前许多人都没有充足的时间和精力去精心培养。
[0003] 目前，市面上已经出现了一些能自动养花的产品，例如家用土壤湿度三代小米米家植物智能检测仪，可以实现光温水肥精确监测，蓝牙连接记录植物数据，但是它并不能够实现自动养花而且只能实现一对一监测；楼篮智能种植盆是一种太阳能供电的智能浇水种植箱，可以同时种植多种植物，但是功能单一。
[0004] 专利公布号为CN208808034U的中国实用新型专利，公开了一种便携式养花箱及养花装置，该专利所述的养花装置通过将多个养花框体拼接后统一对其中的花卉进行养护，操作人将待加水或营养液加入至储水槽中，通过喷水管路以喷雾的形式将水或营养液喷洒于框架内的养护空间内，但是其只支持浇水这一单一功能。
[0005] 专利公布号为CN306978398S的中国外观设计专利，公开了无线充电智能花盆，该专利所述的花盆具有无线充电、补光照明、加湿器、空气净化的功能。但是这种装置无法实现模块化拼接，且只能一对一养护。
具体实施方式
[0045] 实施例1
[0046] 一种智能模块化花卉养护装置，包括单个机构、移动机构、智能补水机构、智能补光机构、防偏心生长机构、杀虫灭菌机构。
[0047] 移动机构位于单个机构的一侧；智能补水机构、智能补光机构、防偏心生长机构、杀虫灭菌机构均位于移动机构的上侧。杀虫灭菌机构的杀虫灭菌箱位于单个机构的上方。移动机构、智能补水机构、智能补光机构、防偏心生长机构、杀虫灭菌机构共用一套电源、主控板。智能补光机构、防偏心生长机构、杀虫灭菌机构共用一个光敏传感器。移动机构和防偏心生长机构共用步进电机9。
[0048] 单个机构容纳花盆。单个机构由中间平台1、基座旋转模块、单个养花框体、底板组成，如图1所示。
[0049] 底板为长方体形，在单个机构中起支撑作用，位于单个机构的下部；单个养花框体和中间平台1均位于底板的上侧；中间平台1位于单个养花框体的内部，单个养花框体固定中间平台1。基座旋转模块的传动结构位于中间平台1下方，托盘为圆形板，位于中间平台1的正上方，托盘的中心与中间平台1的中心上下对齐。
[0050] 中间平台1为正方形平板状结构，正方形平板的边长为300mm，中间平台1的中央设置有圆孔，用于基座旋转模块的传动结构和托盘进行连接；中间平台1上方设置有球形槽，在该球形槽内放置有滚珠。
[0051] 单个养花框体由前板、侧板、背板组成。
[0052] 前板、侧板、背板、侧板、前板依次以燕尾榫的方式两两相接，围成单个养花框体；前板、侧板、背板在同一高度上设置有条形槽，单个养花框体通过4条条形槽固定中间平台
1。
[0053] 侧板设置有6个孔洞，用于多个单个养花框体相互连接。
[0054] 前板设置有带两个圆孔的凸出直板，用于连接基座旋转模块的纵轴，纵轴可轴向转动。
[0055] 基座旋转模块包括传动结构和托盘，如图2所示。
[0056] 传动结构包括托盘轴、横轴、纵轴、锥齿轮、旋转模块齿轮8。锥齿轮为90度锥齿轮，传动结构通过托盘轴与托盘相连，传动结构的托盘轴穿过中间平台1的中心。在托盘轴的下端、横轴的两端、纵轴下端均设置有90度锥齿轮；托盘轴、横轴、纵轴依次通过90度锥齿轮相连并传递扭矩；托盘轴的上端与托盘固定连接；横轴穿过前板，在前板的圆孔内相连接，并可在连接处轴向转动；纵轴的上端为旋转模块齿轮8，旋转模块齿轮8与移动机构中的花盆旋转传动齿轮12相连接。
[0057] 托盘包括支撑条2、方形槽3、托盘板。托盘板上方设置有2个十字交叉的方形槽3，四根竖直的支撑条2插在方形槽3的不同位置，以便卡住不同大小的花盆。托盘板为圆形板，直径为290mm，托盘板的下面设置有环形槽。环形槽与中间平台1上放置的滚珠相匹配，托盘可在环形槽的限定位置内旋转，转动时，滚珠起到降低摩擦和支撑托盘的作用。
[0058] 移动机构包括与其它机构共用的电源、主控板，还包括移动平台5、滑动导轨6、齿条7、限位模块。
[0059] 滑动轨道6位于单个机构侧方，滑动轨道6与单个机构的底板固定连接。移动平台5与滑动轨道6匹配相接，并可沿滑动轨道6移动。齿条7位于滑动轨道正上方，与移动平台的传动齿轮相匹配。限位模块与移动平台固定连接。
[0060] 移动平台为长方体形，长度为233mm，宽度为80mm，高度为120mm。移动平台主要包括步进电机9、移动平台传动齿轮10、移动牙嵌离合器11、基座旋转传动齿轮12、旋转牙嵌离合器13、移动平台移动齿轮14，如图3所示。
[0061] 步进电机9位于移动平台的中部，步进电机9与移动平台传动齿轮10相连，可以带动移动平台传动齿轮10旋转，传递扭转力矩。移动平台传动齿轮10连接移动牙嵌离合器11和旋转牙嵌离合器13。移动牙嵌离合器11和旋转牙嵌离合器13可以通过主控板控制连接或闭合。移动牙嵌离合器11上方与移动平台移动齿轮14相连。旋转牙嵌离合器13与花盆旋转传动齿轮12相连。当移动牙嵌离合器11连接时，步进电机9通过移动平台传动齿轮10将扭矩传送到移动平台移动齿轮14，移动平台移动齿轮14将扭矩传送至齿条7，移动齿轮14与齿条7配合使移动平台在各个养花框体之间移动。当旋转牙嵌离合器13连接时，步进电机9通过移动平台传动齿轮10将扭矩传送到花盆旋转传动齿轮12，花盆旋转传动齿轮12与单个机构中的旋转模块齿轮8相连接，控制基座旋转模块旋转。
[0062] 限位模块位于移动平台上，由电源、红外传感器、电磁推杆、主控板组成。
[0063] 红外传感器用于检测移动平台所在的位置。在移动平台移动过程中，当移动平台到达指定位时，红外传感器向主控板反馈信号，主控板发出指令，电磁推杆伸出，控制移动平台停止移动。
[0064] 移动机构、智能补水机构、智能补光机构、防止偏心生长机构、杀虫灭菌机构组成中均包括共用的电源和主控板。智能补光机构、防止偏心生长机构、杀虫灭菌机构均包括共用光敏传感器。光敏传感器位于移动机构的上侧。除电源、主控板、光敏传感器外，智能补水机构、智能补光机构、防止偏心生长机构、杀虫灭菌机构的组成中还分别包括：
[0065] 智能补水机构还包括土壤湿度传感器、继电器、水泵、面包板、按键。
[0066] 智能补光机构还包括LED灯、继电器。
[0067] 防止偏心生长机构还包括与移动机构共用的步进电机9、继电器。
[0068] 杀虫灭菌机构还包括诱虫灯、紫外灯、杀虫灭菌箱。杀虫灭菌箱位于单个养花框体上方，诱虫灯、紫外灯设置在杀虫灭菌箱内。杀虫灭菌箱为正方体形的透明塑料罩，如图9所示，下面开口，在上面的中央设置正方形开口。
[0069] 实施例2
[0070] 使用实施例1的一种智能模块化花卉养护装置进行花卉养护的工作过程如下：
[0071] 智能补水机构工作流程如图4所示，具体工作过程是：
[0072] 首先，通过按键选择花卉种类，对应合适的高、中、低三档湿度阈值；
[0073] 其次，根据土壤湿度传感器测得的土壤湿度值与湿度阈值进行比较；
[0074] 当测得的单个机构的土壤湿度值小于或等于湿度阈值时，在主控板控制下，电机启动，带动移动平台移动至相应的单个机构；主控板输出高电平控制继电器闭合，水泵开启，对植物进行补水。
[0075] 当测得的单个机构的土壤湿度值大于湿度阈值时，主控板控制电机关闭，继电器断开。
[0076] 智能补光机构工作流程如图5所示，具体工作过程是：
[0077] 首先，光敏传感器将实时光强信息传输至主控板，主控板判断是否补光。
[0078] 其次，主控板判断，如需要补光，控制开启补光，启动LED灯工作；如不需要补光，控制关闭LED灯。
[0079] 防止偏心生长机构工作流程如图6所示，具体工作过程是：
[0080] 首先，光敏传感器将其信号传输至主控板，
[0081] 其次，主控板根据光强度，判断是否处于日间。当时间在日间且距离上次开启时间间隔超过两小时时，控制旋转牙嵌离合器闭合，同时打开步进电机9。当花盆旋转180度时，断开旋转牙嵌离合器且关闭步进电机9；当时间不在日间或距离上次开启时间间隔小于或等于两小时时，防止偏心生长机构不工作。
[0082] 杀虫灭菌机构工作流程如图7(a)、(b)所示，具体工作过程是：
[0083] 首先，光敏传感器将其信号传输至主控板。
[0084] 其次，主控板根据光强度，判断是否处于夜间。
[0085] 当处于夜间且距离上次诱虫灯开启时间间隔超过1小时时，则开启诱虫灯，诱虫灯开启10分钟后关闭。当不处于夜间或距离上次开启时间间隔小于或等于1小时时，诱虫灯不工作。
[0086] 当处于夜间且距离上次紫外灯开启时间间隔超过2小时时，则开启紫外灯，紫外灯开启10分钟后关闭。当不处于夜间或距离上次开启时间间隔小于或等于2小时时，紫外灯不工作。
